级配碎石力学性能的颗粒流数值模拟方法

为了从本质上揭示级配碎石组成结构与力学性能的内在关系,基于2维颗粒流软件提出了级配碎石力学性能的颗粒流数值模拟方法,并通过该方法以安康瀛湖石灰岩碎石为例研究了级配碎石的力学性能.结果表明：不同级配碎石的CBR（california bearing raio）、剪切强度和抗压强度的实测值分别为495%~692%,592~802kPa,1.29~1.54MPa;相应的模拟值分别为525%~736%,636~839kPa,1.34~1.54MPa;平均误差分别为4.50%,5.07%,5.15%.模拟结果与实测结果基本吻合,证明颗粒流数值模拟方法应用于级配碎石力学性能研究中的可行性.

级配碎石振动压实过程的连续动态监控分析

通过对压实机具与级配碎石相互作用的动力学分析,得到可以用级配碎石对压实机具的抗力的变化来表征压实状态的变化。采用系统识别原理和动态测试技术,通过对二者相互作用的连续测试,得到了能反映材料压实过程中压实状态变化的抗力信息,根据级配碎石结构抗力的变化,判断压实的质量,并得到了结构抗力与压实密度之间的关系,突破了评价材料压实状态必须用密度指标的体系,为现场级配碎石基层结构压实质量的连续实时监控奠定了基础。

高速公路倒装结构级配碎石防裂基层的级配与回弹模量试验研究

在对级配碎石原材料质量提出严格技术要求的前提下,对用于高速公路倒装结构的级配碎石防裂基层的级配和回弹模量进行了分析和研究,设计了一种强度高、渗(排)水能力大、施工性能好的骨架嵌挤密实型的级配碎石级配,并通过试验路对该级配的性能进行了验证。

基于振动成型的级配碎石路用性能及设计标准

采用不同成型方式,研究对比了级配碎石的物理力学特性。提出了基于振动成型的级配碎石设计指标及设计标准,并应用实体工程进行验证。研究结果表明,提出的振动成型方式与现场碾压方式更为匹配,与重型击实相比,振动法设计的级配碎石最大干密度系统有所提高;CBR、抗变形能力等力学指标明显优于重型击实法设计的级配碎石。实体工程表明,振动成型设计的级配碎石为基层的复合式路面路表弯沉与半刚性基层路表弯沉相当;不需特殊设备,采用改进的施工工艺,现场含水量、级配及压实度均能够达到研究提出的振动成型设计标准。

级配碎石力学性能影响因素的试验研究

为了揭示级配碎石力学机理，通过室内振动法成型的试件，研究了压实度K、含水量W、空隙率V和级配等因素对级配碎石力学性能的影响．试验结果表明：随着压实度的提高、试件内部含水量的降低，级配碎石的力学性能明显提高；压实度在97％～99％之间，压实度每提高1％，级配碎石抗压强度提高12％～44％、回弹模量提高17％～20％；与最佳含水量眠。的试件相比，当W=0．5Wopt时，级配碎石抗压强度提高28％，回弹模量提高11％-14％，CBR提高9％；当W=0％时，级配碎石抗压强度提高95％，回弹模量提高23％～26％，CBR提高14％．在此基础上，提出级配碎石的最佳级配范围．该研究成果可供级配碎石设计施工参考．

提高级配碎石基层使用性能的方法

为了提高路面结构中级配碎石基层的回弹模量,通过材料设计、路面结构组合设计和施工工艺设计,对级配碎石基层的使用性能进行了研究。材料设计的目的是确定出使用性能较好的级配,这是提高其使用性能的内在因素;结构组合设计的目的是以刚性较强的半刚性材料作为级配碎石的底基层,充分发挥级配碎石的强度非线性性能;碾压程序和机具组合设计的目的是形成稳定、均匀的结构层,这是提高使用性能的保证。综合考虑以上因素的试验路模量反算结果表明:级配碎石的强度有大幅度提高。

基于抗变形能力的级配碎石组成设计方法

级配碎石的主要缺陷是易产生较大的塑性变形。在分析现行级配组成设计方法的基础上,根据连续密级配碎石的加州承载比(CBR)试验和利用研制的柔性材料剪切性能测试仪进行的剪切性能试验结果,对基于抗变形能力的级配碎石组成设计方法进行了研究。结果表明:以CBR值和剪切强度为组成设计的性能控制参数,CBR值应不小于180%,剪切强度应大于0.52 MPa;以最大粒径、泰波(Taibol)级配指数n值和基于双指标控制的关键筛孔及其通过率合理变化范围作为级配控制参数,最大粒径宜为31.5 mm,要求不高时可以放宽到37.5 mm;n值控制在0.45~0.50之间,以0.50为宜;4.75、2.36、0.60、0.075 mm筛孔应作为关键筛孔予以控制;通过率应在基于双指标控制的合理变化范围内。由此提出了基于抗变形能力的级配碎石组成设计方法,通过试验路应用表明,该设计方法可以有效控制级配碎石的塑性变形。

客运专线路桥过渡段沉降规律的对比分析

结合秦沈客运专线,针对高速铁路路桥过渡段沉降问题开展研究.根据现场测试结果及理论分析,得到了列车荷载作用下级配碎石路桥过渡段、土工格栅路桥过渡段的沉降规律,结果表明:土工格栅路桥过渡段比级配碎石路桥过渡段减小地基沉降量的效果更好,为高速铁路路桥过渡段的设计提供技术支持.

胡家屯中桥路桥过渡段动力特性试验研究

通过对秦沈铁路客运专线胡家屯中桥路桥过渡段进行动力响应现场测试和沉降观测,分析了级配碎石路桥过渡段的沉降规律;动应力、振动加速度、动位移与列车速度的关系,以及动力响应沿路基深度的衰减规律和沿线路纵向变化规律。结果表明:级配碎石过渡段能减缓路桥间沉降差;随着列车速度的提高,列车对路基的动应力作用增强,且动应力影响在基床表层较为显著;不同行车速度下,各测点振动加速度值变化不大,其分布范围一般集中在1 m/s2～3.5m/s2之间;各测点动位移受列车速度的影响不明显,其值集中在0.1 mm～0.35 mm范围内变化。

级配碎石塑性变形特性及其安定行为的数值模拟

应用颗粒流理论构建了级配碎石动三轴数值试验方法.通过动三轴室内试验验证了数值方法的可靠性,模拟了级配碎石在动荷载作用下的塑性变形规律.通过塑性变形累积方程探讨了级配碎石破坏临界应力与破坏临界应变.结果表明,级配碎石塑性变形数值试验结果与实际安定行为规律吻合;级配碎石的合理破坏临界应变为2.5%,在此临界应变标准下,级配碎石临界应力与围压呈现比例相关关系,比例系数为4.95;提高围压可以显著强化级配碎石的抗塑性变形性能.

铁路客运专线路涵过渡段动力特性试验研究

通过对秦沈铁路客运专线钢筋混凝土盖板涵沈端路涵过渡段DK47＋076（下行线）进行动力响应现场测试和沉降观测，分析了级配碎石路涵过渡段的动应力、动位移和振动加速度与列车速度的关系，以及动力响应沿线路纵向变化规律。试验研究结果表明：级配碎石过渡段能减缓路涵间沉降差；动应力、动位移、振动加速度三者均受行车速度影响不大：各测点振动加速度的增值范围没有超过1m／s2，动位移的变化范围集中在0．1～0．55mm之间；动应力、动位移、振动加速度三者的最大值点均发生在线路纵向距涵洞顶中心线10．2m处。这将对正确设计高速铁路路涵过渡段、保证列车平稳、安全行驶提供重要的借鉴作用。

倒装结构沥青路面面层层底拉应变分析

沥青路面面层层底拉应变是控制面层材料疲劳损坏的重要指标,应用B ISAR3.0(B itum en Stress A-nalysis in Road)程序对倒装结构沥青路面面层层底拉应变进行分析,明确了面层层底拉应变与面层厚度、级配碎石过渡层厚度及级配碎石模量的关系。

级配碎石基层的压实度与CBR强度关系的试验研究

压实度和CBR强度都可以用来评价配碎石基层稳定性和强度,但两者之间的关系需要深入研究。通过对珠海某在建堆场工程级配碎石基层进行试验,求得级配碎石基层压实度与CBR强度关系,并得出级配碎石基层施工工艺与压实度之间关系的参考性结论。

南广高速公路沥青路面级配碎石基层的施工

半刚性基层容易产生收缩裂缝并反射到沥青面层上 ,从裂缝进水又不能排除 ,导致沥青路面出现早期破坏。解决半刚性基层开裂反射缝的有效途径就是在沥青面层与半刚性基层之间增设级配碎石过渡层 ,或者全部采用柔性级配碎石基层。为了达到此目的 ,在南广高速公路上采用级配碎石作了 4种不同路面结构型式的试验路和依托工程。本文主要介绍级配碎石的施工方法 ,并针对施工中出现的问题 ,提出了相应技术处理措施。

级配碎石配比设计及质量控制

应用EXCEL电子图表的数据处理功能和标准击实试验,研究了级配碎石配比设计方法和质量控制措施。结合级配碎石配比设计与施工变异性的现实特点,得出了借助EXCEL电子图表,由计算机编制计算程序进行自动计算求解,不仅可以快速准确地完成配比设计,而且可以随配比调节同步显示出级配变化。结果表明:电子图表既可作为配比设计模版,又可预知级配施工变异结果,是拌和场消除级配废料的一种便捷手段。

不同型式路桥过渡段动力特性对比分析

针对路桥过渡段的动力响应问题,通过建立轨道路基动力分析模型,结合商业软件FLAC对某客运专线加筋土路桥过渡段、级配碎石路桥过渡段进行了仿真分析,将2种过渡段的计算结果进行对比分析、并将加筋土路桥过渡段的计算结果与实测数据进行比较,结果表明该模型能反映系统振动特性,并从理论上论证了加筋土路桥过渡段比级配碎石路桥过渡更能阻止动应力与振动加速度在路基中的传播,能使路基受到更小的动荷载影响。

影响级配碎石模量的结构因素敏感性分析

基于KENLAYER计算模型对不同结构层厚度的级配碎石进行计算分析得到的数据,利用灰关联分析法分析了沥青面层厚度、沥青面层模量、级配碎石层厚度、半刚性基层厚度、半刚性基层模量及土基模量指标对级配碎石模量的影响程度,并得出各相关因素影响程度的排序结果。研究结果表明,灰关联分析法用于分析诸因素对级配碎石模量的影响能获得较好的结果;基于灰关联理论的排序结果表明,沥青面层模量是影响级配碎石模量大小的最主要的因素,级配碎石基层下的结构层位对其模量影响程度较小。

基于FLAC3D数值模拟的基层水泥含量对反射裂缝影响研究

为了解决半刚性基层容易产生反射裂缝的问题,提出适合辽宁地区的抑制反射裂缝效果最佳的路面结构。以抚顺市某省级道路工程实例为研究对象,采用温缩试验以及有限差分数值软件FLAC3D,对温度荷载作用下的沥青混凝土路面及其路基进行数值模拟,分析其力学性能,并进行试验路的铺筑,经对比研究后得出结论为采用级配碎石上基层结构来抑制反射裂缝效果较好。该结论可为道路设计、施工及沥青路面车辙病害治理等工程人员提供参考,具有一定社会效益及经济效益。

级配碎石柔性基层固体体积率指标研究

级配碎石的固体体积率是其级配设计的重要控制指标,对级配碎石的强度和抗变形能力有着重要的影响,本文通过大量的试验研究了级配设计、粗集料性能以及细集料性能对级配碎石固体体积率指标的影响规律,提出了固体体积率的指标控制取值,为级配碎石的设计和施工提供了有利的参考。

级配碎石双轴数值试验方法及其影响因素

利用颗粒流理论建立了级配碎石(GBS)接触本构模型,同时构建了级配碎石双轴数值试验方法.分析了双轴数值试验的影响规律,并验证了双轴数值试验方法的可靠性.结果表明:采用应变率控制模式比采用位移控制模式所得数值试验结果更稳定;加载速率为0.5%·min-1、试件尺寸为Φ300mm×h600mm时,加载速率和试件尺寸对数值试验结果影响甚微;偏应力随围压的增大呈线性增大;泊松比对数值试验结果影响较小;偏应力峰值随摩擦系数与剪切模量的增大接近于线性增大.